充氣橡膠芯模在橋梁預(yù)應(yīng)力空心板施工中的應(yīng)用

王偉+廖良雄

摘 要：以南安市石井鎮(zhèn)賢林大道道路工程為例，對已施工的2座中橋的237片空心板采用了充氣橡膠芯模技術(shù)，取得了良好的施工效果。對本工程中充氣橡膠芯模施工工藝應(yīng)用以及現(xiàn)場施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行總結(jié)，并與其他2種常用芯模進行對比分析，為同類型的工程施工提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：橋梁；預(yù)應(yīng)力空心板；充氣橡膠芯模；木芯板

中圖分類號：U448.35 文獻標(biāo)志碼：B

文章編號：1000-033X（2016）05-0084-04

Abstract： The project of Xianlin Avenue located in the town of Shijing in Nanan City， in which the inflated rubber formworks were applied in 237 pieces of hollow slabs of two medium-sized bridges， has proved the technology to be effective. The application of inflated rubber formworks and the problems occur in the construction process were summarized， and the comparison with two types of common internal formworks was conducted， providing reference for the construction of similar projects.

Key words： bridge； prestressed hollow slab； inflated rubber formwork； wooden formwork

0 引 言

預(yù)應(yīng)力空心板以其成本較低、吊裝運輸安全、自重較輕、受力穩(wěn)定性好、施工工期較短等特點，被廣泛應(yīng)用于高速公路、城市快速路網(wǎng)的中小型橋梁的上部結(jié)構(gòu)中[1-2]?？招陌逍灸５念愋陀勺畛醯哪拘灸?、鋼芯模發(fā)展到應(yīng)用廣泛的充氣橡膠芯模，施工工藝日漸成熟。本文對福建省南安市賢林大道項目中充氣橡膠芯模施工工藝的應(yīng)用以及現(xiàn)場施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行總結(jié)，并與其他2種常用芯模進行施工工藝及成本對比分析，為今后同類型的工程施工提供參考和借鑒。

1 工程概況

賢林大道道路工程中，橋梁上部采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁、簡支結(jié)構(gòu)，所有預(yù)制空心板梁在預(yù)制梁場集中加工完成。橋梁預(yù)制空心板標(biāo)準(zhǔn)長度為20 m，屬于小型空心板梁，如圖1所示。由于本工程工期緊，空心板截面尺寸小，鋼筋布置較為密集，若采用常規(guī)鋼內(nèi)模進行安裝、加固、拆卸等施工，工人作業(yè)困難，尤其是拆除作業(yè)基本無法人工完成，且鋼模施工工期較長。綜合以上因素，考慮采用充氣橡膠芯模進行施工，依據(jù)施工圖紙中空心板斷面形式，采用八角變徑充氣橡膠芯模，如圖2所示。

充氣橡膠芯模利用高分子橡膠與高強度纖維布硫化而成，可膨脹、可收縮，還可依據(jù)需要向?qū)I(yè)生產(chǎn)廠家定制不同的截面尺寸。在空心板預(yù)制中，將其作為內(nèi)模放入中間，并充入壓縮空氣（充氣壓力額定值為0.2 MPa），氣囊即可膨脹延伸達到設(shè)計的截面尺寸要求。充氣橡膠芯膜使用簡便、經(jīng)濟耐用、安拆方便，不充氣時可折疊、卷曲，充氣膨脹后則具有足夠的強度來承受澆筑混凝土的壓力[3-4]。

2 充氣橡膠芯模施工

充氣橡膠芯模施工流程如圖3所示。

（1）充氣芯模入模。

充氣芯模入模前，須先在地面試充氣，檢查充氣芯模在上次施工中是否損壞、漏氣，確保充氣芯模完好，以免在澆筑混凝土的過程中造成質(zhì)量隱患。本工程采用的氣囊充滿氣后截面尺寸為750 mm×700 mm（比板的中空部分略小，以防澆筑過程中因混凝土流失導(dǎo)致板厚不足），長度比澆筑段兩端均長約20 cm，便于操作。采用空氣壓縮機的額定空氣流量為2.5 m3·min-1，充氣時按2.0 m3·min-1計算，充滿該氣囊并達指定壓力需10 min左右，加上氣囊準(zhǔn)備、拉入鋼筋網(wǎng)、工人操作間歇、損耗等時間，整個氣囊安裝完成時間不超過30 min，小于底板混凝土初凝時間。因此，選用1臺該型號空壓機即可滿足現(xiàn)場施工要求，并確?？招陌迳喜炕炷猎谄湎虏炕炷脸跄伴_始澆筑，避免造成施工縫，從而保證每片板梁混凝土的整體性。使用空心板橡膠芯模前，首先檢查現(xiàn)有鋼筋網(wǎng)鋼絲接頭及軋絲頭不得朝內(nèi)徑方向彎曲，以免扎傷芯模，形成漏氣現(xiàn)象。

在板梁底部混凝土澆筑完畢后，將涂刷好脫模劑的充氣橡膠芯模由棕繩牽引穿入鋼筋網(wǎng)內(nèi)（本工程采用龍門吊配合滑輪作為牽引方式，操作較卷揚機牽引更為簡便易行），捆綁芯模須采用白粽繩，不得使用鋼絲繩直接接觸芯模，以免預(yù)制空心板時芯模被磨損破壞。充氣芯模在穿入時注意外套的縱向接縫應(yīng)朝上放置，以減少抽拉時外套與混凝土的摩擦。

（2）充氣芯模固定。

為保證板梁鋼筋的保護層及板梁空腔部分尺寸符合設(shè)計及規(guī)范要求，避免充氣芯模在澆注混凝土的過程中上浮，使用定位壓頂鋼筋進行固定，間距不大于100 cm，將該定位鋼筋與板梁鋼筋焊接牢固，定位鋼筋環(huán)內(nèi)徑尺寸與空腔尺寸相同。

（3）充氣芯模充氣。在充氣芯模就位后，打開進氣閥門，用空壓機充氣。充氣時用壓力表監(jiān)測、控制氣壓，充氣芯模的充氣壓力依據(jù)廠家提供的資料確定。當(dāng)氣壓達到使用壓力時，應(yīng)立即停止充氣，將氣閥關(guān)閉，注意不得超壓。

3 芯模施工的質(zhì)量問題

3.1 空心板混凝土層上薄下厚

因為橡膠芯模自重較小，在空心板混凝土澆筑過程中極易受到流動混凝土頂托而上浮，造成空心板混凝土層上薄下厚，這樣不僅會影響實體觀感，產(chǎn)生頂部鋼筋漏筋等問題，嚴(yán)重時甚至?xí)绊懙娇招陌宓某休d能力。因此，必須采取以下防止芯模上浮的措施。

（1）混凝土配合比設(shè)計符合要求。首先要保證其組成材料的質(zhì)量；其次為了使混凝土密實并達到設(shè)計強度，要求精心確定混凝土配合比，使粗細(xì)集料組成的礦物質(zhì)混合料具有良好的級配，混凝土拌和物達到配合比要求的水灰比、坍落度（其中底板混凝土坍落度控制在130～150 mm，腹板、頂板混凝土坍落度控制在160～180 mm）；28 d強度符合設(shè)計要求。

（2）氣囊的體積對浮力大小起著重要作用，要求工廠制作時精心操作。首先要使氣囊的幾何尺寸嚴(yán)格符合設(shè)計要求；其次保證氣囊位置準(zhǔn)確，氣囊應(yīng)采取加密定位鋼筋的措施。

（3）混凝土采用二次澆筑方式，即先澆筑空心板底板混凝土，在底板混凝土初凝前完成橡膠芯模的充氣安裝，之后再澆筑腹板及頂板混凝土；混凝土澆筑時下料的速度宜緩，下料盡可能均勻，下料口的高度盡可能低，減小沖擊反力。澆筑時采用低頻振動棒，振動時間不宜過長，一般在混凝土開始泛漿且有少量氣泡或沒有氣泡冒出時即可；下料要左右均一，振搗要左右同步。

（4）外加作用力克服氣囊上浮與偏移（圖4）。采用頂部壓頂杠的措施，在內(nèi)模安裝就位后，頂層鋼筋上面每隔100 cm設(shè)置1根用Φ50 mm鋼管做成的橫梁，兩端用對拉螺栓分別與Φ50 mm鋼管及腹板外模相連接并拉緊，中間焊上2道Φ20 mm鋼筋卡住內(nèi)模頂面，如圖5所示。

3.2 空心板內(nèi)壁平整度較差

部分空心板內(nèi)壁平整度較差，體現(xiàn)在空心板內(nèi)壁呈波浪狀（頂部更為明顯），觀感較差。針對此問題，項目部進行了現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)空心板內(nèi)壁（主要為頂部）波浪狀條紋間距與芯模防上浮定位鋼筋間距基本一致，可判斷產(chǎn)生此問題的主要原因為：橡膠芯模在混凝土澆筑過程中受到巨大浮力而上升的過程中與定位鋼筋發(fā)生擠壓變形，導(dǎo)致此處芯模凹陷，而未受到定位鋼筋約束的部分則上凸，從而導(dǎo)致內(nèi)壁出現(xiàn)波浪狀?，F(xiàn)場采取以下措施解決此問題，取得了良好的效果（圖6）。

（1）針對出現(xiàn)此現(xiàn)象較為嚴(yán)重的區(qū)段特別加密或增設(shè)扁鋼，以達到局部通壓防止局部變形產(chǎn)生波紋的目的。

（2）適當(dāng)增加芯模充氣壓力，通過查找相關(guān)資料、橡膠芯模使用說明書，并與廠家技術(shù)人員溝通聯(lián)系，確定橡膠芯模的極限充氣壓力（0.2 MPa），在原充氣壓力的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高，從而減少芯模在澆筑過程中的具體變形，空心板內(nèi)壁的平整度得到了較大的改善。

圖6 空心板板頂厚度檢測符合要求

4 成本對比分析

根據(jù)本工程橡膠芯模實際應(yīng)用情況，并參考相關(guān)資料，將采用橡膠芯模施工與采用木芯模、鋼芯模施工進行經(jīng)濟效益對比分析，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，本工程采用充氣橡膠芯模作為空心板內(nèi)模，其成本及工期成本均最佳，可減少模板施工成本，大幅縮短工期。

5 結(jié) 語

空心板充氣橡膠芯模的施工重點在于控制芯模變形，以保證施工質(zhì)量。通過采取以上技術(shù)措施，充氣橡膠芯模施工得以順利進行，從而確保了空心板的成型效果及質(zhì)量，與其他類型內(nèi)模相比，降低了空心板模板施工的勞動強度，減少了模板施工成本，大幅縮短了工程工期。

參考文獻：

[1] 李德建，彭 彥.既有簡支鉸接空心板梁橋結(jié)構(gòu)狀況動力評估[J].建筑科學(xué)工程學(xué)報，2009，26（4）：24-29.

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[4] 黃榮杰.探討橋梁空心板梁預(yù)制采用充氣橡膠內(nèi)模的應(yīng)用與施工控制[J].福建建材，2015（3）：31-32.

[責(zé)任編輯：黨卓鈺]